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1、太阳能LED照明应用发展现状与前景能源供应安全的担忧和应对气候变化随着人类社会发展，己经逐渐被世界各国逐渐重视，并各自开始采用各种手段来进行能源的可持续发展。间接的推动了世界范围内可再生能源技术和产业的迅速发展，如光伏发电、风力发电等年增长速度都在20%以上。虽然，现在可再生能源已实现能源多样化，但是煤炭和原油依旧是国际能源领域的热点。截至2014年上半年，中国水电装机容量达到了2.9亿千瓦，风电装机容量达到了8300万千瓦，太阳能发电装机容量达到了2200万千瓦。其中，可再生能源发电装机超过全部发电装机的30%,可再生能源发电量超过全部发电电量的20%o可以作为主要能源的可再生能源发展逐渐成
2、为国际能源领域的热点，得到了世界许多国家的广泛关注。绿色环保迈出的一大步随着地球资源的日益贫乏，基础能源的投资成本日益攀高，各种安全和污染隐患可谓无处不在，太阳能作为一种“取之不尽、用之不竭”的安全、环保新能源越来越受重视。同时，也随着太阳能光伏技术的发展和进步，太阳能灯具产品在环保节能的双重优势，太阳能路灯、庭院灯、草坪灯等方面的应用已经逐渐形成规模，太阳能发电在路灯照明领域发展已经日趋完善。1.ED光源作为绿色环保的光源，有发光效率高、耗电量少、使用寿命长、安全可靠性强等特点。LED单管功率0.030.06瓦，采用直流驱动，单管驱动电压L53.5伏，电流1518毫安，反应速度快，可在高频操
3、作。同样照明效果的情况下，耗电量是白炽灯泡的万分之一，荧光灯管的二分之一、日本估计，如采用光效比荧光灯还要高两倍的LED替代日本一半的白炽灯和荧光灯。每年可节约相当于60亿升原油。就桥梁护栏灯例，同样效果的一支日光灯40多瓦，而采用LED每支的功率只有8瓦，而且可以七彩变化。随着经济发展，我国的照明用电将大幅度提高，绿色节能照明的研究应用，将越来越受到重视。在此基础上，有人开始将LED光源与太阳能相关联，希望借此可以让夜间照明可以与白天的太阳能储备无缝连接起来。这样将是绿色环保迈出的一大步。目前，照明消耗约占整个电力消耗的20%左右，降低照明用电是节省能源的重要途径。为实现这一目标，业界已研究
4、开发出多种节能照明器具，并取得了一定的成效。但是，距离“绿色照明”的要求还较远，开发和应用更高效、可靠、安全、耐用的新型光源势在必行。太阳能LED照明灯具作为冷光源产品，具有性价比较高、绿色环保、安全可靠、质量稳定、使用寿命长、安装维护简便等特点，可广泛应用于绿地照明、公路照明、广告灯箱照明、城市造型景观照明及家居照明系统，但太阳能LED照明灯具一次性投入较高是其发展的瓶颈。太阳能和LED灯源技术发展现状太阳能LED路灯主要由太阳能电池组件部分（包括支架）、LED灯头、控制箱（内有控制器、蓄电池）和灯杆几部分构成；太阳能电池板光效达到127Wpm2,效率较高，对系统的抗风设计非常有利；LED灯
5、头光源采用单颗大功率LED（30W-100W）作为光源，运用独特的多颗芯片集成式单模组光源设计，选用进口高亮度芯片。控制箱箱体以不锈钢为材质，美观耐用；控制箱内放置免维护铅酸蓄电池和充放电控制器。本系统选用阀控密封式铅酸蓄电池，由于其维护很少，故又被称为“免维护电池”，有利于系统维护费用的降低；充放电控制器在设计上兼顾了功能齐备（具备光控、时控、过充保护、过放保护和反接保护等）与成本控制，实现很高的性价比。现阶段，常见的太阳能LED灯源应用有太阳能LED草坪灯、太阳能LED路灯和太阳能LED照明灯等。在赣州市中心城区章江南岸木栈桥，太阳能路灯组成了一串“金色项链”，不仅功能性照明与景观观赏融为
6、一体，而且提升了中心城区绿色休闲设施品位。在瑞金，LED灯因其突出的节能优势，也得到了较为广泛的应用。100多公里外，瑞金市第四中学校门口，原先高耗能的钠灯全部更换成了LED灯，不但避免了传统路灯改造线路复杂等带来的施工难题，而且大幅改善了路段内的夜间照明环境。据了解，LED照明市场目前的二大发展趋势分别是调光和太阳能供电。太阳能供电的LED照明产品主要针对以下三个市场：停车场照明、室内照明和草坪灯。而在路灯照明中，一般人以为主要就是电缆本身的成本，但是除了电缆本身外，它的铺设、辅助设施（检查井、配电设备）等，要比电缆本身贵很多。现在假定以10公里长的道路为例，每隔30米一盏，对面放置，一共需
7、要666盏大功率LED路灯，如果采用太阳能路灯的话，五年内除了可以回收成本外还可以节省43万元电费，五年以后每年的电费就可以节省122万元。太阳能大功率LED路灯则完全没有上述的缺点，其构成十分简单只有五个部分构成：而且它的安装十分简单，只要做一个水泥基座，立起灯杆，安上地脚螺钉就可以了，尤其是不用麻烦电力系统的人员来设计安装和施工，挖地沟、铺设电缆、挖检查井、安装变压器等步骤。这是一个非常重要的优点。目前太阳能路灯的一个唯一的问题就是太阳能电池板的造价问题，然而目前它的价格正在以惊人的速度降低。就在2008年，它己经降价1/3。它的最主要的原料多晶硅的价格己经从2007年的每公斤300美元，
8、降低到2008年的200美元，预计到2009年多晶硅的价格将会降低到每公斤100美元。尤其是中国的多晶硅的产量正在快速成长，在建的33个项目全部投产以后，其产量将达到14万6千余吨，而目前国内需求只有8000吨，因此如何扩大内需是当务之急。大力发展太阳能大功率LED路灯无疑是一个最好的途径。目前太阳能电池板的价格已经降低到20元/瓦。而且还在以极快的速度降低。此外采用PWM可调光控制器和PWM可调光恒流驱动模块也是减小太阳能电池板面积的有效途径。如下图所示，采用PWM可调光控制以后，可以节能40%以上，也就是说可以减小太阳能电池板的面积40%。这对于太阳能大功率LED路灯的成本无疑是极大的降低
9、。使得它相对于交流电大功率LED路灯具有更大的竞争力！太阳能LED照明灯具更具有广泛的应用前景太阳能作为一种新兴的绿色能源，以其无可比拟的优势得到迅速的推广应用。作为第四代新光源，在城市亮化美化、道路照明、庭院照明、室内照明以及其他各领域的照明和应用中得到了有效的利用。尤其是在偏远无电地区，太阳能LED照明灯具更具有广泛的应用前景。一般人认为，节能灯可节能4/5是伟大的创举，但LED比节能灯还要节能1/4,这是固体光源伟大的革新。除此之外，LED还具有光线质量高，基本上无辐射，可靠耐用，维护费用极为低廉等优势，属于典型的绿色照明光源。超高亮LED的研制成功，大大地降低了太阳能灯具使用成本，使之
10、达到或接近工频交流电照明系统初装的成本报价，并且具有保护环境、安装简便、操作安全、经济节能等优点。由于LED具有的光效率高，发热量低等优势，已经越来越多地应用在照明领域，并呈现出取代传统照明光源的趋势。据有关方面估计，中国现有路灯总数大约在一亿盏以上，并以每年20%的速度增长，2008年就新增大功率LED路灯2000万盏。假如这一亿盏路灯可以折合成为6000万盏250瓦的路灯，再假定这6000万盏路灯全部改成太阳能大功率LED路灯，那么总共可以节约1500万千瓦的功率。假定每盏路灯每天工作12小时，在1年内将节约657亿度电。而三峡水电站在2007年的发电总量为616.03亿度电。因此把全国的
11、路灯全部改为太阳能路灯后一年内所节省的电量将超过一个三峡水电站一年的发电量。这是一个极其惊人的数字。即使不去改造原有的路灯，现在每年新增路灯大约为2000万盏，三年新增6000万盏，同样方法计算，三年以后也可以节省一个三峡电站。而不需要动员全国的力量、投资几千亿、移民上百万来实现。不仅如此，太阳能是一种清洁的可再生能源，它不仅节约了电能，而且减少了二氧化碳的排放量。每一盏250瓦的高压钠灯在一年之内将会产生1290公斤的二氧化碳，所以6000万盏路灯全部改成太阳能路灯以后，将可以减少7740万吨二氧化碳。所以改成太阳能以后，不但节省了电费，而且还节约了二氧化碳的减量成本。每吨二氧化碳的减量成本
12、为345-404美元。减少7740万吨二氧化碳就相当于节省了310亿美元的二氧化碳减量成本！前面的数字只是大功率LED路灯和高压钠灯的比较。对于同为100W的大功率LED路灯，采用交流电和采用太阳能的节能比较，只需要把上面的数据除以2.5就可以得到。也就是说，6000万盏的100瓦大功率LED路灯，假如全部采用太阳能供电的话，可以比全部采用交流电供电时节省262.8亿度电，而二氧化碳的减排成本为124亿美元。在我国西部，非主干道太阳能路灯、太阳能庭院灯渐成规模。随着太阳能灯具的大力发展，“绿色照明”必将会成为一种趋势。结语太阳能电池光效在逐渐提高，而价格会逐渐降低，同样地市场上LED光效在快速地提高，而价格却在降低。与太阳能的可再生、清洁无污染以及LED的环保节能相比，常规化石能源日趋紧张，并且对环境会造成污染。所以，太阳能LED照明作为一种方兴未艾的户外照明，展现给我们的将是无穷的生命力和广阔的前景。
